EP1209575A1 - Dispositif de pilotage automatique de la tension appliquée au conducteur de données d'une liaison série - Google Patents
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- G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
- G06F13/40—Bus structure
- G06F13/4063—Device-to-bus coupling
- G06F13/4068—Electrical coupling
Definitions
- the invention relates to serial links by cables between electronic devices and, more particularly, the serial links known as the acronym USB for the Anglo-Saxon expression “Universal Serial Bus” in which one of the four cable conductors is connected to a source of voltage to supply the device to which the cable is connected.
- conductive wires 10, 12, 14 and 16 are connected to each end to a pin of connections 18 and 20 of male type for example which cooperates with a pin female type connections 22 and 24 carried one by device A and the other by device B.
- the apparatus A supplies the apparatus B with the voltage V BUS .
- a resistance Rr called call-back (or "pull-up" in Anglo-Saxon language) which connects the DP or DM conductor to the conductor Power.
- the value of this resistance Rr determines the communication speed of device B, either a high speed if it is connected to DP, or a low speed if it is connected to DM.
- the apparatus B comprises an internal power source represented by the rectangle 26 symbolizing a voltage regulator and supplying a regulated voltage V DC of 3.3 volts; the output terminal of this source 26 is connected to the return resistor Rr.
- This power source 26 is derived either from the voltage V BUS , or from an external voltage V DD on an input terminal 28.
- the specifications of the USB bus impose that the power source 26 of the return resistor Rr must be derived or controlled by the supply V BUS so that when the voltage V BUS is not present, the return resistor does not provides no current to the DP or DM data conductor to which it is connected. This only applies to devices B supplied by V DD , i.e. those which are not supplied by V BUS .
- the device B must detect the presence or absence of V BUS so as to supply the return resistor Rr only if V BUS is present.
- V BUS is carried out by a program of a microcontroller MC of the device B.
- the V BUS terminal is connected to the input terminal of an electronic device 30 of the "Schmitt trigger” type, the output terminal of which controls the state of a flip-flop 32 of a register 34, at find out state “1" for V BUS present and state "0" for V BUS absent. Furthermore, the starting or stopping of the regulator 26 is controlled by the state of a flip-flop 36 of a control register 38, namely the state "1" for the regulator in stop and the state "0" for the regulator running.
- the microcontroller program therefore consists in periodically reading the state of the state flip-flop 32 and in positioning the flip-flop 36 in the "0" state (regulator 26 operating) only in the case where the flip-flop 32 is at state "1" (V BUS present).
- the regulator 26 When switching on the device B, the regulator 26 should only be switched on if V BUS is present . This is obtained by an initialization phase of the microcontroller according to the flowchart of FIG. 2.
- the program 50 (FIG. 3) of the microcontroller MC periodically verifies that the voltage V BUS is present by reading the state of the flip-flop 32 and by comparing it by operation 52 to the state "1 "corresponding to the presence of V BUS .
- An object of the present invention is therefore to provide automatic monitoring of the V BUS input terminal while avoiding regular and frequent intervention by the microcontroller program.
- the detection circuit 60 which will be described in more detail below in connection with FIGS. 7 and 8, provides a first "set-vbusstat" signal for setting the state “1" of the flip-flop 80 when it detects a rising edge of the V BUS signal and a second “reset-vbusstat” signal for setting the state “0” of the flip-flop 80 when it detects a falling edge of the V BUS signal, the rising edge and the falling edge being those of the signal supplied by the circuit 30.
- Detection circuit 60 provides a third signal "set-vbusint” which sets flip-flop 76 to "1" (ITVBUS) of the register of interrupt states 62 (ISR).
- the logic circuit 70 includes an inverter circuit 74 whose input terminal is connected to the output of flip-flop 80 from register 68 (SR). he also includes an inverter OR circuit 72, one of which of the two input terminals is connected to the terminal of output of the inverter circuit 74 and the other terminal of which input is connected to the output terminal of the flip-flop 36 (PDWN) of control register 38 (CR).
- This initialization phase ( Figure 5) includes start-up operation 90, operation 92 of set to state "0" and the end operation 94.
- the flip-flop 78 is set to the "1" or "0" state by the MC microcontroller to indicate whether or not know the state of the scale 76.
- These different elements 90, 92 and 94 receive MC microcontroller a clock signal “ck” and a reset signal “nreset” so as to achieve the synchronization.
- the detection circuit 92 supplies the three signals defined above: set-Vbusint, reset-vbusstat and set-vbusstat.
- the counter 94 measures the time which elapses after the detection of the rising edge or of the falling edge as from the appearance of a signal "count-in" corresponding to a change of state of the terminal V BUS .
- the counter has reached a certain predetermined value, this means that the change of state is stable and that it can be taken into account by the state machine 92 which then receives the end-count signal.
- the state machine 92 operates in accordance with the flow diagram of FIG. 8.
- State 100 corresponds to a waiting state of the machine.
- Vbus-fall 1 signal
- Vbus-rise 1 signal
- state machine 92 goes from one of states 106 and 110 to state 112 which provides the set-vbusint signal applied to flip-flop 76 of the register of interrupt states 62.
- the logic circuit 70 performs the logic function defined by the truth table of FIG. 4 between the two binary variables determined by the states of the flip-flops 80 and 36, that is to say the values of vbusstat and PDWN.
- This truth table shows that the regulator 26 is only in operation if the V BUS terminal is supplied by the cable of the USB link.
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Abstract
Description
- le premier 10 à la connexion de masse,
- le deuxième 12 et le troisième 14 à une ligne de données appelée respectivement l'une 12 DM (ou D-) et l'autre 14 DP (ou D+), et
- la quatrième 16 à une tension d'alimentation de cinq volts (5V) appelée VBUS.
- un circuit de détection de la présence ou de l'absence de ladite tension d'alimentation VBUS,
- un circuit de mémorisation de l'état de présence ou d'absence de ladite tension d'alimentation VBUS, et
- un circuit logique de commande de la source d'alimentation produisant la tension Vcc pour mettre en marche ladite source d'alimentation uniquement en présence de ladite tension d'alimentation VBUS.
- la figure 1 est un schéma d'une liaison par bus USB entre deux appareils électroniques A et B selon l'art antérieur,
- les figures 2 et 3 sont des organigrammes illustrant le fonctionnement du dispositif selon l'art antérieur,
- la figure 4 est une table de vérité logique,
- la figure 5 est un organigramme illustrant la phase d'initialisation du dispositif automatique selon l'invention,
- la figure 6 est un schéma électronique illustrant le dispositif automatique selon l'invention,
- la figure 7 est un schéma illustrant le circuit de détection de la présence ou de l'absence de la tension VBUS, selon l'invention, et
- la figure 8 est un organigramme illustrant le fonctionnement de la machine d'états utilisée dans le circuit de détection de la présente ou de l'absence de VBUS.
- un circuit de détection 60 de la présence ou de l'absence de la tension VBUS sur la borne correspondante VBUS de la broche 24,
- un circuit logique 70 de commande du régulateur 26,
- la bascule 36 du registre de contrôle 38 du microcontrôleur MC,
- une bascule 80 d'un registre d'états 68 du microcontrôleur MC,
- une bascule 76 d'un registre d'états d'interruption 62 du microcontrôleur MC,
- une bascule 78 d'un registre de masques d'interruption 64 (IMR) du microcontrôleur MC, et
- un circuit logique ET 66.
- un circuit de détection 90 du flanc montant et du flanc descendant du signal fourni par le dispositif électronique du type "trigger de Schmitt" 30,
- une machine d'états 92, et
- un compteur 94.
- Vbus-rise correspondant à la détection d'un flanc montant,
- Vbus-fall correspondant à la détection d'un flanc descendant,
- Vbus-dd correspondant à la détection d'un flanc montant ou d'un flanc descendant.
Claims (6)
- Dispositif de pilotage automatique de la tension appliquée (VCC) à l'un des deux conducteurs (DP, DM) d'un câble de liaison série de type USB dans un appareil périphérique (B) connecté en amont à un autre appareil (A), ledit appareil périphérique (B) comprenant un microcontrôleur (MC) et une source de tension d'alimentation propre (26) qui fournit ladite tension appliquée (Vcc) audit conducteur de données (DP ou DM) et étant susceptible de recevoir sur un autre conducteur une tension d'alimentation (VBUS), caractérisé en ce qu'il comprend :un circuit de détection (30, 60) de la présence ou de l'absence de ladite tension d'alimentation (VBUS) pendant un intervalle de temps déterminé,un circuit de mémorisation (80) de l'état de présence ou d'absence de ladite tension d'alimentation (VBUS), etun circuit logique de commande (70) de la source d'alimentation produisant la tension (Vcc) pour mettre en marche ladite source d'alimentation (26) uniquement en présence de ladite tension d'alimentation (VBUS).
- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de détection (30, 60) de la présence ou de l'absence de la tension d'alimentation (VBUS) fournie par le câble de connexion comprend :un dispositif électronique (30) du type "trigger de Schmitt" dont la borne d'entrée est connectée à la borne d'alimentation du câble,un circuit de détection (90) du flanc montant ou du flanc descendant du signal fourni par le circuit de basculement (30) et qui fournit des signaux correspondants du flanc montant et du flanc descendant (Vbus-rise et Vbus-fall),un compteur (94) de la durée de maintien en l'état des signaux de flanc montant et de flanc descendant (Vbus-rise, Vbus-fall) et qui fournit un signal de fin de comptage (end-count) lorsque la durée de maintien est atteinte,une machine d'états (92) qui change d'état en fonction des signaux de flanc montant et de flanc descendant (Vbus-rise, Vbus-fall) et du signal de fin de comptage (end-count) et qui fournit les signaux d'état (set-Vbusstat, reset-Vbusstat) de présence et d'absence de ladite tension d'alimentation (VBUS) ainsi qu'un signal (set-Vbusint) signalant le changement d'état de (VBUS).
- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de mémorisation est une bascule (80) d'un registre d'états (68, SR) du microcontrôleur (MC) de communication.
- Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le circuit logique de commande (70) de la source d'alimentation produisant la tension (Vcc) comprend :un circuit inverseur (74) dont la borne d'entrée reçoit le signal d'état de présence ou d'absence de ladite tension d'alimentation (VBUS), etun circuit OU inverseur (72) dont une des bornes d'entrée est connectée à la borne de sortie du circuit inverseur (74) et dont l'autre borne d'entrée reçoit un signal d'état (PDWN =0) indiquant que l'appareil périphérique (B) a une source d'alimentation propre.
- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un circuit d'interruption du microcontrôleur (MC) comprenant :de sorte que le microcontrôleur (MC) ne reçoit un signal de requête d'interruption (IR) que s'il y a eu un changement d'état (ITVBUS = 1) et que le signal d'état de la bascule de masquage a la valeur "1" (ITVBUSM = 1).une bascule (76) du registre d'états d'interruption (62, ISR) du microcontrôleur (MC) dans laquelle est enregistré le changement d'état (Vbusint-ITVBUS) de la borne d'alimentation (VBUS), etune bascule (78) du registre de masques d'interruption (64, IMR) du microcontrôleur dans laquelle est enregistré par ce dernier l'état de masquage (ITVBUSM) du changement d'état (ITVBUS), etun circuit ET 66 dont une des deux bornes d'entrée reçoit le signal de changement d'état (ITVBUS) et dont l'autre borne d'entrée reçoit le signal d'état de masquage (ITVBUSM),
- Appareil périphérique (B) connecté à un appareil (A) en amont par un câble de liaison série de type USB, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de pilotage selon l'une des revendications 1 à 5.
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